EP4149573B1 - Atemluftdesinfektionsvorrichtung, atemschutzmaske damit und atemluftdesinfektionsverfahren damit - Google Patents

Atemluftdesinfektionsvorrichtung, atemschutzmaske damit und atemluftdesinfektionsverfahren damit

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EP4149573B1
EP4149573B1 EP21727784.7A EP21727784A EP4149573B1 EP 4149573 B1 EP4149573 B1 EP 4149573B1 EP 21727784 A EP21727784 A EP 21727784A EP 4149573 B1 EP4149573 B1 EP 4149573B1
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EP
European Patent Office
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respiratory air
section
flow
uvc
widened section
Prior art date
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EP21727784.7A
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French (fr)
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EP4149573A1 (de
Inventor
Bernd Höhne
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HOEHNE, BERND
Original Assignee
Individual
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Publication of EP4149573A1 publication Critical patent/EP4149573A1/de
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Publication of EP4149573B1 publication Critical patent/EP4149573B1/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/08—Component parts for gas-masks or gas-helmets, e.g. windows, straps, speech transmitters, signal-devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B23/00—Filters for breathing-protection purposes
    • A62B23/02—Filters for breathing-protection purposes for respirators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/14—Means for controlling sterilisation processes, data processing, presentation and storage means, e.g. sensors, controllers, programs

Definitions

  • the invention relates to a breathing air disinfection device with a breathing air duct through which breathing air is supplied to and/or extracted from a person via an inlet section in a first flow direction, wherein a widened section of the breathing air duct is provided and UVC radiation media for disinfecting the breathing air are arranged in the widened section of the breathing air duct.
  • the invention further relates to a respiratory mask with such breathing air disinfection devices and a breathing air disinfection method therein.
  • the first flow direction of the breathing air is to be understood as a general flow direction that leads towards or away from a person along the longitudinal axis of the breathing air channel, which is designed, for example, as a breathing air hose or the like.
  • a breathing air disinfection device which incorporates UV irradiants in a flow chamber to disinfect the air flowing through it.
  • the breathing air is passed through a flow chamber and swirled by structures within it, effectively lengthening the airflow path.
  • the flow chamber is divided into several serpentine breathing air channels, which lengthen the air path and thus improve air purification.
  • the republished DE 10 2020 106 235 B3 This describes a respiratory mask in which breathing air is passed through an inner chamber containing ultraviolet-emitting light sources.
  • the interior of the chamber can be divided into two chamber sections by means of a separating device, whereby the chamber sections are fluidically connected.
  • a personal air treatment device which is to be used in particular together with a particle mask, wherein the air treatment device includes an LED UV light source for air treatment.
  • a deflector plate is designed in the form of a flat plate with gaps along its edges through which the incoming air is directed. Behind this flat plate, a perforated plate is arranged to shield the UV radiation acting in the UV chamber.
  • the object of the invention is to provide a breathing air disinfection device or method with which reliable and energy-efficient disinfection of the breathing air is possible.
  • the widened section of the breathing air duct has an all-round expansion in all radial directions, with a flow surface in the area of the greatest expansion that hinders the straight-line flow of the breathing air and causes the breathing air to be deflected in all radial directions towards the first outward flow direction in this widened section of the breathing air duct, and because the effective flow cross-section in the widened section is thus larger than the flow cross-section in the inlet section, the flow path of the breathing air in the device is lengthened and at the same time the The flow cross-section in this widened section of the breathing air duct is enlarged.
  • the breathing air which flows in the original first flow direction (general flow direction), is now deflected in all radial directions, i.e., now fanned out over the entire circumferential direction around the first flow direction, is deflected into a further, namely deflected, flow direction as the radial flow direction, whereby the effective flow cross-section is divided over the entire circumference times the width of this area and increases significantly in the radial direction outwards with the increasing radius.
  • an average adult at rest inhales approximately half a liter of air per breath over a period of about 1.5 seconds.
  • Due to the widening of the flow cross-section in the broadened section of the breathing tube a significantly reduced velocity is achieved in the outer periphery, depending on...
  • a geometric design of a few cm/s, preferably 1 cm/s or even less, is achieved.
  • the effective flow cross-section in the widened section is increased by a factor of 10 to 500, preferably by a factor of 20 to 100, compared to the flow cross-section in the inlet section.
  • the widened section on all sides has the shape of a cylinder, with the cylinder axis coinciding with the first flow direction.
  • the flow surface is a circular disk positioned centrally and perpendicular to the first flow direction within the cylinder, leaving an annular space between the cylinder's outer surface and the circular disk for further flow deflection. This further flow deflection occurs in the annular space near the outer edge of the circular disk, so that the breathing air—at an even lower velocity—flows out in the direction of the first flow direction.
  • the breathing air can, in one embodiment, be recombined in a narrower, single breathing air tube as an extended breathing air channel, thereby increasing the flow velocity.
  • the breathing air is deflected slightly inwards, either directly or radially, for example, into a breathing mask.
  • the formation of the all-around expansion in the form of a cylinder is very easy to manufacture and allows for a largely uniform distribution of the breathing airflow within this widened section of the breathing air duct. Accordingly, a substantially uniform reduction in flow velocity and distribution of the breathing air within this cylinder should result. Due to the extended flow path also achieved in this way, a significantly increased exposure time of the UVC irradiation to the passing breathing air can be achieved.
  • the UVC emitters are positioned in the widened section, in the area of greatest flow cross-sectional expansion. This ensures that the UVC irradiation takes effect in the area of slowest airflow, resulting in particularly high efficacy. Considering the extended flow path, the slower airflow, and the possibility of placing the UVC emitters directly at the periphery of this widened section of the breathing air duct, efficient exposure times of 2-3 seconds for UVC irradiation of an air particle flowing past can be achieved. It has been observed that exposure times exceeding 1 second, when using conventional UVC LEDs with, for example, 0.6 watts of power, result in very effective germ reduction, specifically the killing of any airborne bacteria, viruses, or similar pathogens.
  • This task is accomplished by the following steps: The breathing air is redirected in all radial directions towards the first outward flow direction in a widened section of the breathing air duct, thereby increasing the flow path and cross-sectional area in this widened section.
  • the breathing air in this widened section is then irradiated with UVC radiation, with the UVC radiation being applied to the air at the radially outer edge in the area of greatest expansion of the cross-sectional area. This ensures highly effective disinfection in this area of lowest airflow velocity.
  • the breathing air When the breathing air is deflected back into the general flow direction at the radial outer edge in this widened section of the breathing air channel, the breathing air can be further guided to a breathing mask via appropriately connected hoses, again with the significantly higher airflow velocity that develops therein.
  • two air disinfection devices can be arranged directly in a respiratory mask, whereby a redirection back to the general flow direction of the breathing air can be dispensed with and the disinfected breathing air can be directed directly into the interior of the breathing mask.
  • the UVC irradiation can be modulated and/or summed to achieve a better penetration depth of the UVC radiation in the air to be disinfected. This is intended to counteract the attenuation of the UVC radiation in the air and ensure an enhanced effect.
  • a technique already known from radio communication or the modulation of infrared or laser light can be used for this purpose. Both amplitude and frequency modulation are possible.
  • summed signals with a UVC-enhancing effect can be generated by adding one or more further light frequencies.
  • flow guide surfaces are provided in the breathing air duct and especially in the widened section of the breathing air duct, which divide the flow of breathing air into similar flow paths.
  • the widened section of the breathing air duct is made of a UVC-transparent material, such as crystal glass or graphene, particularly plastic, preferably PMME, and UVC LEDs are arranged on it as the UVC radiation source
  • the UVC LEDs can also be positioned on the outside of the housing.
  • the UVC radiation source in the form of UVC LEDs can also be arranged inside the breathing air duct in the widened section, since in this case direct irradiation of the flowing breathing air is possible without having to consider the intensity of the UVC irradiation due to intensity-reducing interface transitions.
  • cleaning cycles for the breathing air disinfection device can be performed by activating the transducer. These cycles remove any dirt/dust particles within the device, particularly in the widened section. This can be done at separate service intervals or periodically during normal operation.
  • FIG. 1 A breathing air disinfection device in a first embodiment is shown in a partially cutaway view.
  • Fig. 2 This air disinfection device is shown in cross-section. It is shown in Fig. 2 a breathing air channel 1 with a small diameter inlet section 11, a widened section 2 with a significantly larger diameter (see Fig. 1 ) and an outlet section 12 is again shown with a small diameter.
  • the widened section 2 of the breathing air duct 1 is cylindrical or can-shaped, thus having a relatively small cylinder height H and a relatively large cylinder diameter. Arrows indicating the corresponding flow directions are shown to clarify the flow path for the breathing air guided through the breathing air duct 1.
  • the widened section, or the widening on all sides 2, here in cylindrical form, has a cylinder axis 21 that coincides with the first flow direction X, and a flow surface in the form of a circular disk 22 is arranged within the widened section 2 in cylindrical form.
  • the widened section 2 is formed from a cylindrical housing 20.
  • the breathing air flows with a first flow direction X parallel to the longitudinal extent of the breathing air channel 1 (along the cylinder axis 21 of the corresponding pipe sections) and then divides into second flow directions R, radial to the first flow direction X, whereby the breathing air flow is distributed in the widened section 2, which is designed as an all-round widening in cylindrical form, as indicated by the flow arrows there labeled R.
  • Fig. 1 In the partially cutaway view, the circular disk 22 is shown in plan view. An annular space 27 is formed between the outer circular edge of the circular disk 22 and the circumferential cylindrical surface 26 of the housing 20, through which the breathing air flows around the circular disk 22, as shown in Fig. 2 It can be seen that the flow is deflected back to the cylinder axis 21 in cylinder 2 and subsequently to the outlet section 12 of the breathing air channel 1, back into the first flow direction X.
  • UVC radiation medium 3 in the form of UVC LEDs 31 is shown on the inner surface of the cylindrical lateral surface 26.
  • one UVC LED 31 is provided for each sector 24, as is also the case in Fig. 2 as shown above.
  • further UVC LEDs 31, particularly in the peripheral area, i.e., close to the outer edge of the cylindrical, all-around widening 2 can be arranged in the housing 20 of the widened section 2, as shown in Fig. 2 shown below as an alternative.
  • the breathing air flowing in via inlet section 11 in the direction of the first flow direction X is forcibly deflected in radial flow direction R in all radial directions towards the first flow direction X by the circular disk 22 arranged in the widened section 2. Accordingly, the breathing air is distributed in fan-like widening flows in the eight sectors 24 over the entire circumference, whereby this fan-like widening over the entire circumference results in an increase in cross-sectional area compared to the diameter of the inlet section 11 and, with a corresponding effective height H of the cylinder 2, a significant overall increase in airflow.
  • the slowing of the flow velocity occurs, as shown by the shorter flow arrows at the peripheral edge.
  • the UVC radiation sources 3, preferably in the form of individual UVC LEDs 31, are preferably arranged precisely at this point (at the periphery or outer edge of the cylinder 2).
  • the UVC LEDs 31 can be arranged on the inside of the cylinder's outer surface 26 to shine directly onto the incoming breathing air.
  • additional UVC LEDs 31 can be arranged on the housing 20 of the cylinder 2, particularly in the cylinder lid 201 of the housing 20, again close to the outer periphery.
  • Commercially available 0.8-watt LEDs, for example, can be used as UVC LEDs 31.
  • Such UVC LEDs 31 have a light intensity in the UVC range suitable for killing microorganisms, especially bacteria, viruses, or the like, with a penetration depth of this UVC radiation into the airspace of at least 10 mm, preferably at least 20 mm. Accordingly, in Fig. 2 An effective space 32 is shown with a dashed line, in which the UVC radiation emitted by the UVC LED 31 has a germicidal effect.
  • the flow velocity decreases in proportion to this increase in cross-sectional area.
  • the UVC radiation exerts a sufficiently germicidal effect over a range of 20 to 40 mm.
  • this effect is likely to extend up to 60 mm.
  • Exposure times of at least one second, but most likely several seconds, per passing air particle should be achievable.
  • FIG. 3 A respiratory mask 4 is equipped with two breathing air disinfection devices, such as those used in the Figs. 1 and 2 described, illustrated.
  • FIG. 3 The respiratory mask 4 is shown in a three-dimensional view. From Fig. 4 , in which a partially cut-out partial view of the respiratory mask 4 according to Fig. 3 shown The flow path of the breathing air through the respective breathing air disinfection device is shown.
  • functionally identical components to those in the first embodiment are named with the same reference numerals.
  • the breathing air is introduced freely into the respirator 4 immediately after passing the circular disc 22.
  • the respirator 4 has an airtight mask body 40 to which the two breathing air disinfection devices are attached according to the Figs. 1 and 2 are inserted.
  • a fine dust filter 41 is arranged at the free end of the inlet section 11.
  • an exhalation valve 42 is housed in the airtight mask body 40, so that the exhaled air can be released directly into the environment via this exhalation valve 42, acting as a non-return valve.
  • sensors can be provided in both air disinfection devices to monitor the distribution of the airflow.
  • the exhaled air can also be passed back through the air disinfection devices to disinfect the exhaled air released into the environment, particularly in the case of infected individuals.
  • an ultrasonic transducer 28 can be provided on the breathing air disinfection device, in particular on the widened section/cylinder 2.
  • the ultrasonic transducer 28 When activated, the ultrasonic transducer 28 causes cleaning of dust/dirt particles in the area of the breathing air duct 1, in particular on the widened section/cylinder 2, by means of the vibrations generated by it. This cleaning can be carried out at predetermined time intervals or in a Service mode is activated to ensure optimal effectiveness of UVC irradiation and hygienic internal surfaces in the respiratory air disinfection device.
  • Another way to increase the efficiency of UVC irradiation is to modify UVC light by modulating the amplitude or frequency and/or to superimpose the UVC light with one or more light sources with different frequencies in order to obtain a sum light signal in the UVC range that has a higher effect and possibly less attenuation in the air and possibly in the UVC-transmitting material of cylinder 2.
  • the UVC light modulation with a carrier frequency promotes transmission through the air.
  • This UVC irradiation leads to demodulation upon the presence of specific crystalline surfaces/structures, allowing it to exert its UVC effect again.
  • These crystalline structures for demodulation can be arranged in the housing 20 of cylinder 2 to enhance the disinfection effect and counteract attenuation by the air and, if applicable, by the UVC-transmitting material of cylinder 2.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Atemluftdesinfektionsvorrichtung mit einem Atemluftkanal, über den Atemluft über einen Einlassabschnitt in einer ersten Fließrichtung einer Person zu- und/oder abgeführt wird, wobei ein verbreiterter Abschnitt des Atemluftkanals vorgesehen ist und im verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals UVC-Strahlungsmittel zur Desinfektion der Atemluft angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Atemschutzmaske mit derartigen Atemluftdesinfektionsvorrichtungen und ein Atemluftdesinfektionsverfahren damit.
  • Dabei ist die erste Fließrichtung der Atemluft als eine generelle Fließrichtung zu verstehen, die entlang der Längsachse des Atemluftkanals, der beispielsweise als Atemluftschlauch oder Dergleichen ausgebildet ist, zu einer Person hin- oder von dieser wegführt.
  • Aus der US 2016/0001108 A1 ist eine Atemluftdesinfektionsvorrichtung bekannt, die in einer Strömungskammer UV-Bestrahlungsmittel aufweist, die die durchströmende Luft desinfizieren. Dabei wird die Atemluft über eine Strömungskammer geführt und dort durch Strukturen verwirbelt, sodass die Luftströmungsbahn effektiv verlängert wird. Alternativ ist die Strömungskammer in mehrere serpentinenartige Atemluftkanäle unterteilt, die den Luftweg verlängern und somit die Luftreinigung verbessern.
  • Die nachveröffentlichte DE 10 2020 106 235 B3 beschreibt eine Atemschutzmaske, bei der Atemluft durch einen Kammerinnenraum geführt wird, in dem ultraviolett emittierende Lichtquellen angeordnet sind. Der Kammerinnenraum kann in zwei Kammerabschnitte mittels Trenneinrichtung ausgebildet sein, wobei die Kammerabschnitte fluidisch verbunden sind.
  • Aus der US 2019/0117820 A1 ist eine persönliche Luftbehandlungsvorrichtung bekannt, die insbesondere zusammen mit einer Partikelmaske zu verwenden ist, wobei die Luftbehandlungsvorrichtung eine LED UV-Lichtquelle zur Luftbehandlung ausweist.
  • Ferner ist in der US 2015/0359921 A1 ein Luftreinigungssystem für Gebäude beschrieben, bei dem über einen Ventilator angesogene Außenluft durch eine Bestrahlungskammer mit UV-Lichtquelle mit keimtötender Wirkung geleitet wird. Dabei ist in einer besonderen Ausführungsform ein Ablenkblech in Form einer flachen Platte ausgebildet, an deren Rändern Lücken vorgesehen sind, durch die die zuströmende Luft geleitet wird. Hinter dieser flachen Platte ist eine perforierte Platte angeordnet, um die in der UV-Kammer einwirkende UV-Strahlung abschirmen zu können.
  • Ausgehend von der US 2015/0359921 A1 ist es Aufgabe der Erfindung eine Atemluftdesinfektionsvorrichtung bzw. -verfahren anzugeben, mit der bzw. dem eine Desinfektion der Atemluft zuverlässig und energieeffizient möglich ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Atemluftdesinfektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und einem Atemluftdesinfektionsverfahren gemäß Anspruch 8.
  • Dadurch, dass der verbreiterte Abschnitt des Atemluftkanals eine allseitige Aufweitung in alle Radialrichtungen aufweist, wobei im Bereich der größten Aufweitung eine den geradlinigen Durchfluß der Atemluft hindernde Strömungsfläche vorgesehen ist, die eine Umlenkung der Atemluft in alle Radialrichtungen zur ersten Fließrichtung nach außen in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals bewirkt, und der somit wirksame Strömungsquerschnitt im verbreiterten Abschnitt gegenüber dem Strömungsquerschnitt im Einlassabschnitt aufgeweitet ist, wird der Strömungsweg der Atemluft in der Vorrichtung verlängert und gleichzeitig der Strömungsquerschnitt in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals vergrößert.
  • Dabei ist entscheidend, dass die Atemluft, die in der ursprünglichen ersten Fließrichtung (generelle Fließrichtung) fließt, nunmehr in alle Radialrichtungen umgelenkt wird, also nunmehr aufgefächert über die gesamte Umfangsrichtung um die erste Fließrichtung herum, in eine weitere, nämliche abgelenkte Fließrichtung als Radialfließrichtung umgelenkt wird, womit sich der wirksame Strömungsquerschnitt auf den gesamten Umfangmal der Breite dieses Bereiches aufteilt und in radialen Richtung nach außen mit dem zunehmenden Radius deutlich vergrößert.
  • Entsprechend wird die über diesen verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals geführte Atemluft in ihrer Strömungsgeschwindigkeit verlangsamt und der zurückzulegende Strömungsweg in diesem verbreiterten Abschnitt verlängert. Resultierend verlängert sich die Einwirkzeit und verbessert sich der Effekt der UVC-Strahlung auf die in diesem verbreiterten Abschnitt entlangströmende Atemluft und die darin möglicherweise enthaltenen Keime erheblich. Dabei ist zu berücksichtigen, dass UVC-Licht bereits in der Luft in seiner Intensität stark geschwächt wird, also nur eine Eindringtiefe von wenigen Millimetern bis 10 - 20 mm hat. Ferner ist zu berücksichtigen das etwaige dazwischenliegende Trennschichten eine zusätzliche, deutliche Abschwächung der Strahlungsintensität bewirken.
  • Ferner ist zu berücksichtigen, dass eine durchschnittliche erwachsene Person im Ruhestatus etwa einen halben Liter Luftvolumen als Atemluft binnen eines Atemzuges über eine Zeitdauer von ca. 1,5 s einatmet. Daraus ergibt sich für einen üblichen Atemluftzufuhrschlauch, wie er beispielsweise auch in Krankenhäusern verwendet wird, mit einem Innendurchmesser von 15 mm eine Strömungsgeschwindigkeit von ca. 2 m/s. Durch die Aufweitung des Strömungsquerschnittes im verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals wird im äußeren Peripheriebereich eine erheblich reduzierte Geschwindigkeit je nach geometrischer Ausgestaltung von wenigen cm/s bevorzugt 1 cm/s oder gar weniger, erreicht. Dafür ist der wirksame Strömungsquerschnitt im verbreiterten Abschnitt gegenüber dem Strömungsquerschnitt im Einlassabschnitt um den Faktor 10 bis 500, bevorzugt um den Faktor 20 bis 100, vergrößert.
  • Dabei hat die allseitige Aufweitung die Form eines Zylinders, wobei die Zylinderachse des Zylinders mit der ersten Fließrichtung zusammenfällt und die Strömungsfläche eine Kreisscheibe ist, die mittig und orthogonal zur ersten Fließrichtung im Zylinder so angeordnet ist, dass ein Ringraum zwischen Zylindermantelfläche und Kreisscheibe zur weiteren Strömungsumlenkung frei bleibt. Dabei erfolgt diese weitere Strömungsumlenkung im Bereich des Ringraums nahe dem äußeren Rand der Kreisscheibe, so dass hier die Atemluft - in noch verringerter Strömungsgeschwindigkeit - bereits in Richtung der ersten Fließrichtung abfließt. Je nach Ausbildung der Atemluftdesinfektionsvorrichtung und Weiterführung der Atemluft kann die Atemluft in einer Ausführungsform wieder in einem engeren einzelnen Atemluftschlauch als fortgeführter Atemluftkanal zusammengeführt werden, womit die Strömungsgeschwindigkeit der Atemluft wieder zunimmt, oder die Atemluft wird an dieser Stelle des Ringraumes zwischen Zylindermantelfläche und Kreisscheibe direkt oder radial geringfügig nach innen umgelenkt, beispielsweise in eine Atemmaske, geleitet.
  • Die Ausbildung der allseitigen Aufweitung in Form eines Zylinders ist fertigungstechnisch sehr einfach realisierbar und erlaubt eine strömungstechnisch weitgehend gleichmäßige Aufteilung der Atemluftströmung in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals. Entsprechend dürfte sich eine im Wesentlichen gleichmäßige Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit und Verteilung der Atemluft in diesem Zylinder ergeben. Entsprechend dem dabei ebenfalls realisierten, verlängerten Strömungsweg, kann somit eine deutlich erhöhte Einwirkzeit der UVC-Bestrahlung auf die vorbeiströmende Atemluft erzielt werden.
  • Die UVC-Strahlungsmittel sind im verbreiterten Abschnitt im Bereich der größten Strömungsquerschnittsaufweitung angeordnet. Damit wirkt die UVC-Bestrahlung im Bereich der langsamsten Luftströmung, womit eine besonders hohe Wirksamkeit einhergeht. Berücksichtigt man nun den verlängerten Strömungsweg, die verlangsamte Luftströmung und die Möglichkeit an der Peripherie dieses verbreiterten Abschnitts des Atemluftkanals direkt die UVC-Strahlungsmittel anzuordnen, können effiziente Einwirkzeiten von 2 - 3 s der UVC-Bestrahlung auf ein in der Strömung vorbeifließendes Luftteilchen erreicht werden. Dabei konnte festgestellt werden, dass Einwirkzeiten von oberhalb 1 s bei der Verwendung von herkömmlichen UVC-LEDs mit beispielsweise 0,6 Watt Leistung eine sehr wirksame Keimreduzierung, nämlich Abtötung von etwaigen in der Luft transportierten Bakterien, Viren oder Dergleichen bewirkt.
  • Verfahrensgemäß wird diese Aufgabe mit den folgenden Schritten gelöst: Umlenken der Atemluft in alle Radialrichtungen zur ersten Fließrichtung nach außen in einem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals, womit der Strömungsweg und der Strömungsquerschnitt in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals vergrößert wird, und Bestrahlen der Atemluft in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals mit UVC-Strahlung, wobei die Atemluft am radial-äußeren Rand im Bereich der größten Aufweitung des Strömungsquerschnittes der UVC-Strahlung ausgesetzt wird. Damit wird in diesem Bereich geringster Strömungsgeschwindigkeit der Luft sehr wirksam desinfiziert.
  • Wenn die Atemluft am radial-äußeren Rand in diesem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals wieder in die generelle Fließrichtung rückumgelenkt wird, kann die Atemluft weiter über entsprechend angeschlossene Schläuche, wiederrum mit der darin sich ausbildenden deutlich höheren Luftströmungsgeschwindigkeit, zu einer Atemmaske geführt werden.
  • Alternativ können auch beispielsweise zwei Atemluftdesinfektionsvorrichtungen in einer Atemschutzmaske direkt angeordnet sein, wobei dann auf eine Rückumlenkung zurück auf die generelle Fließrichtung der Atemluft verzichtet und die so desinfizierte Atemluft direkt ins Innere der Atemmaske geleitet werden kann.
  • Ferner kann die UVC-Bestrahlung moduliert und/oder aufsummiert werden, um eine bessere Eindringtiefe der UVC-Bestrahlung in der zu desinfizierenden Atemluft zu erreichen. Damit soll der Dämpfung der UVC-Bestrahlung in der Atemluft entgegengewirkt werden, um eine verstärkende Wirkung der UVC-Bestrahlung zu gewährleisten. Hierbei kann eine bereits aus dem Funkbetrieb oder auch in der Modulation von Infrarot-Licht oder Laserlicht bekannte Technik angewendet werden. Dabei ist sowohl eine Amplituden- wie auch eine Frequenzmodulation möglich. Ferner können durch Hinzufügen von einer oder mehreren weiteren Lichtfrequenzen Summensignale mit UVC-verstärkender Wirkung erzeugt werden.
  • Zur Unterstützung einer gleichmäßigen Strömungsaufteilung sind Strömungsleitflächen im Atemluftkanal und insbesondere dem verbreiterten Abschnitt des Atemluftkanals vorgesehen, die die Strömung der Atemluft auf gleichartige Strömungswege aufteilt.
  • Wenn der verbreiterte Abschnitt des Atemluftkanals aus einem UVC-Licht durchlässigen Material, beispielsweise Kristallglas oder Graphene, insbesondere Kunststoff, bevorzugt PMME, gebildet ist, an dem als UVC-Strahlungsmittel UVC-LEDs angeordnet sind, können die UVC-LEDs auch außen an dem Gehäuse angeordnet werden. Alternativ können jedoch auch die UVC-Strahlungsmittel in Form von UVC-LEDs innerhalb des Atemluftkanals im verbreiterten Abschnitt angeordnet sein, da in diesem Fall eine direkte Bestrahlung der vorbeiströmenden Atemluft, ohne die Intensität der UVC-Bestrahlung durch Intensitäts-schwächende Grenzflächenübergänge berücksichtigen zu müssen, möglich ist.
  • Dadurch, dass ein Flüssigkeitsabscheider und/oder ein Partikelfilter im Atemluftkanal in Strömungsrichtung der Atemluft vor dem verbreiterten Abschnitt angeordnet ist, können unerwünschte Bestandteile, nämlich einerseits übermäßige Feuchtigkeit und andererseits etwaige Schmutz-/Staubpartikel aus der Atemluft gefiltert werden. Dies ist aus hygienischen Gründen vorteilhaft, da an Feuchtigkeitströpfchen und/oder Partikeln häufig Bakterien/Viren anlagern und eine Verschmutzung des Inneren der Atemluftdesinfektionsvorrichtung zu vermeiden ist.
  • Wenn ein Ultraschallgeber am verbreiterten Abschnitt angeordnet ist, können durch Ansteuern des Ultraschallgebers Reinigungszyklen für die Atemluftdesinfektionsvorrichtung durchgeführt werden, bei dem etwaige Schmutz-/Staubpartikel innerhalb der Atemluftdesinfektionsvorrichtung, insbesondere im verbreiterten Abschnitt abgereinigt werden können. Dies kann in gesonderten Serviceintervallen oder auch während des normalen Betriebs von Zeit zu Zeit durchgeführt werden.
  • Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • Darin zeigt:
    • Fig. 1
    eine Atemluftdesinfektionsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform in einer teils geschnittenen Ansicht,
    Fig. 2
    die in Fig. 1 dargestellte Atemluftdesinfektionsvorrichtung im Querschnitt,
    Fig. 3
    in räumlicher Ansicht eine zweite Ausführungsform der Erfindung in Form einer Atemschutzmaske mit zwei Atemluftdesinfektionsvorrichtungen und
    Fig. 4
    in teils geschnittener Ansicht eine Seite der in Fig. 3 dargestellten Atemschutzmaske.
  • In Fig. 1 ist eine Atemluftdesinfektionsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform in einer teils geschnittenen Ansicht dargestellt. In Fig. 2 ist diese Atemluftdesinfektionsvorrichtung im Querschnitt wiedergegeben. Dabei ist in Fig. 2 ein Atemluftkanal 1 mit einem Einlassabschnitt 11 mit geringem Durchmesser, einem verbreiterten Abschnitt 2 mit deutlich größerem Durchmesser (siehe Fig. 1) und ein Auslassabschnitt 12 wiederrum mit geringem Durchmesser dargestellt.
  • Der verbreiterte Abschnitt 2 des Atemluftkanals 1 ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel zylinderförmig oder dosenförmig ausgebildet, weist also eine relativ geringe Zylinderhöhe H und einen relativ großen Zylinderdurchmesser auf. Dabei sind zur Verdeutlichung des Strömungsweges für die durch den Atemluftkanal 1 geleitete Atemluft Pfeile mit entsprechenden Strömungsrichtungen dargestellt. Der verbreiterte Abschnitt bzw. die allseitige Aufweitung 2, hier in Zylinderform, hat eine Zylinderachse 21 die mit der ersten Fließrichtung X zusammenfällt, wobei in dem verbreiterten Abschnitt 2 in Zylinderform eine Strömungsfläche in Form einer Kreisscheibe 22 angeordnet ist. Dabei ist der verbreiterte Abschnitt 2 aus einem zylinderförmigen Gehäuse 20 gebildet. Im Einlassabschnitt 11 fließt die Atemluft mit einer ersten Fließrichtung X parallel zur Längserstreckung des Atemluftkanals 1 (entlang der Zylinderachse 21 der entsprechenden Rohrabschnitte) und teilt sich dann in zweite Fließrichtungen R, radial zur ersten Fließrichtung X wobei die Atemluftströmung sich in dem als allseitige Aufweitung in Zylinderform ausgebildeten verbreiterten Abschnitt 2 verteilt, wie mit dem dort mit R bezeichneten Strömungspfeilen angedeutet.
  • In der teils geschnittenen Ansicht gemäß Fig. 1 ist erkennbar, dass in dem verbreiterten Abschnitt 2 in Zylinderform Strömungsleitflächen 23 so angeordnet sind, dass der sich aufweitende Hohlraum im Inneren des Zylinders in acht gleichgroße Sektoren 24 aufgeteilt ist. Diese tortenförmigen Sektoren 24 können im äußeren Peripheriebereich zusätzlich durch zu den Strömungsleitflächen 23 ergänzenden Luftleitwänden 25 unterteilt sein.
  • In Fig. 1 ist in der teils geschnittenen Ansicht die Kreisscheibe 22 in der Aufsicht dargestellt. Zwischen dem äußeren kreisförmigen Rand der Kreisscheibe 22 und der umlaufenden Zylindermantelfläche 26 des Gehäuses 20 ist ein Ringraum 27 ausgebildet, über den die Atemluft um die Kreisscheibe 22 herumströmen, und wie in Fig. 2 ersichtlich, wieder zurück zur Zylinderachse 21 im Zylinder 2 und nachfolgend zum Auslassabschnitt 12 des Atemluftkanals 1 wieder in die erste Fließrichtung X umgelenkt wird.
  • Ferner sind in Fig. 1 auf der Zylindermantelfläche 26 jeweils innenseitig UVC-Strahlungsmittel 3 in Form von UVC-LEDs 31 dargestellt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind für jeden Sektor 24 je eine UVC-LED 31 vorgesehen, wie dies auch in Fig. 2 oben dargestellt ist. Gegebenenfalls können im Gehäuse 20 des verbreiterten Abschnitts 2 noch weitere UVC-LEDs 31, insbesondere im Peripheriebereich, also nahe am äußeren Rand der zylinderförmigen, allseitigen Aufweitung 2 angeordnet sein, wie dies in Fig. 2 unten alternativ dargestellt ist.
  • Nachfolgend wird nochmals auf die Strömungswegdarstellung gemäß Fig. 2 eingegangen. Die über Einlassabschnitt 11 zufließende Atemluft in Strömungsrichtung der ersten Fließrichtung X wird durch die im verbreiterten Abschnitt 2 angeordnete Kreisscheibe 22 zwangsweise in Radialfließrichtung R in alle Radialrichtungen zur ersten Fließrichtung X umgelenkt. Entsprechend verteilt sich die Atemluft in sich fächerartig aufweitende Strömungen in den acht Sektoren 24 über den gesamten Umfang, wobei durch diese fächerartige Aufweitung über den gesamten Umfang eine Querschnittsvergrößerung im Vergleich zum Durchmesser des Einlassabschnitts 11 und bei einer entsprechenden wirksamen Höhe H des Zylinders 2 insgesamt eine deutliche Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt, wie dies durch die kürzeren Strömungspfeile am Peripherierand dargestellt ist.
  • Genau an dieser Stelle (am Peripherie- oder Außenrand des Zylinders 2) sind dann bevorzugt auch die UVC-Strahlungsmittel 3 in Form von einzelnen UVC-LEDs 31 angeordnet. Beispielsweise können die UVC-LEDs 31 innenseitig an der Zylindermantelfläche 26 angeordnet sein, um unmittelbar direkt auf die hierauf zuströmende Atemluft einstrahlen zu können. Gegebenenfalls können ergänzende UVC-LEDs 31 am Gehäuse 20 des Zylinders 2, insbesondere im Zylinderdeckel 201 des Gehäuses 20 wiederrum nahe am äußeren Peripheriebereich angeordnet sein. Als UVC-LED 31 können beispielsweise handelsübliche 0,8 Watt LEDs verwendet werden. Derartige UVC-LEDs 31 weisen eine Lichtintensität im UVC-Bereich auf, die zum Abtöten von Mikroorganismen, insbesondere Bakterien, Viren oder Dergleichen geeignet sind, wobei die Eindringtiefe dieser UVC-Strahlung in den Luftraum mindestens 10 mm, eher mindestens 20 mm beträgt. Entsprechend ist in Fig. 2 ein Wirkraum 32 mit strichpunktierter Linie dargestellt, in dem die von der UVC-LED 31 abgegebene UVC-Strahlung keimtötend wirkt.
  • Aufgrund der starken Querschnittserweiterung im Bereich des verbreiterten Abschnitts bzw. Zylinders 2, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend dieser Querschnittsvergrößerung ab. Aufgrund des in diesem verbreiterten Abschnitts 2 verlängerten Strömungsweges und der optimalen Einkopplung der UVC-Bestrahlung durch die UVC-Strahlungsmittel 3 im Bereich möglichst geringer Strömungsgeschwindigkeit der Atemluft, nämlich nahe am äußeren Rand des Zylinders 2, wirkt die UVC-Strahlung mit ausreichend keimtötender Wirkung über einen Bereich von 20 bis 40 mm, bei Verwendung von zwei UVC-LEDs 31 je Sektor 24 wahrscheinlich sogar über bis zu 60 mm, so dass die durch diesen Bereich langsam fließende Atemluft mit hoher Wirksamkeit aufgrund der keimtötenden Eigenschaft der UVC-Strahlung desinfiziert wird. Dabei dürften Einwirkdauern je vorbeiströmenden Luftpartikel von wenigstens einer Sekunde höchstwahrscheinlich aber mehreren Sekunden erreichbar sein.
  • Entsprechend wird die Keimzahl drastisch gesenkt, womit die Atemluft im Bereich des Auslassabschnittes 12 praktisch keimfrei ist.
  • Die Aufweitung (Vergrößerung) des Strömungsquerschnitts im Luftweg (Atemluftkanal 1) lässt sich bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus dem Zylinderumfang multipliziert mit der wirksamen Zylinderhöhe im Verhältnis zum Querschnitt des Zuführungsschlauches (Einlassabschnitt 11) berechnen, beispielsweise mit
    • rs = Radius Einlassabschnitt 11, z.B. 7,5 mm,
    • rZ = 5 * rs = Radius Zylinder 2,
    • hZ = 2 * * rs = wirksame Zylinderhöhe, also Abstand zwischen Zylinderdeckel 201 und Kreisscheibe 22,
    • v1 = 2 m/s = Strömungsgeschwindigkeit im Einlassabschnitt 11 und
    • v2 = resultierende Strömungsgeschwindigkeit nahe des Außenrandes des Zylinders
    ergibt sich: π * rs 2 * v1 = 2 * π * rZ * rZ * v2
    rs 2 * v1 = 2 * 5 * rs * 2 * rs * v2
    also: v2 = 1/20 * v1 ,
    womit die Strömungsgeschwindigkeit, die beispielsweise am Einlassabschnitt 2 m/s beträgt, nahe des Außenrandes des Zylinders auf 1/20 der Strömungsgeschwindigkeit, also 0,1 m/s reduziert wird. Und genau an dieser Stelle sind die UVC-LEDs für eine optimale Wirkung anzuordnen, wie der strichpunktiert dargestellte Wirkraum 32 in Fig. 2 verdeutlicht. Die Luft strömt hier also mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit von 10 cm/s über einen Wirkbereich von mehreren cm, so dass die dort entlangströmende Luft für ca. 0,5 s einer intensiven UVC-Bestrahlung ausgesetzt ist.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 und 4 ist eine Atemschutzmaske 4 ausgestattet mit zwei Atemluftdesinfektionsvorrichtungen, wie beispielsweise zu den Fig. 1 und 2 beschrieben, dargestellt. In Fig. 3 ist die Atemschutzmaske 4 in räumlicher Ansicht wiedergegeben. Aus Fig. 4, in der eine teils geschnittene Teilansicht der Atemschutzmaske 4 gemäß Fig. 3 dargestellt ist, ist der Strömungsweg der Atemluft durch die jeweilige Atemluftdesinfektionsvorrichtung dargestellt. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel sind zum ersten Ausführungsbeispiel funktionsgleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen benannt.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird die Atemluft unmittelbar nach Passieren der Kreisscheibe 22 frei in die Atemschutzmaske 4 eingeleitet. Damit wird die Atemluft vorteilhaft mit geringer Strömungsgeschwindigkeit in den Innenraum der Atemschutzmaske 4 eingeleitet, so dass kaum unangenehme Luftströmungsbewegungen an der Gesichtshaut zu merken sind und auch kaum Verwirbelungen innerhalb der Atemschutzmaske 4 auftreten. Die Atemschutzmaske 4 weist einen luftdichten Maskenkörper 40 auf, an dem die beiden Atemluftdesinfektionsvorrichtungen gemäß der Fig. 1 und 2 eingefügt sind. Am freien Ende des Einlassabschnitts 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein Feinstaubfilter 41 angeordnet. Ferner ist in dem luftdichten Maskenkörper 40 ein Ausatemventil 42 untergebracht, sodass die Atemluft von der Person nach dem Ausatmen über dieses Ausatemventil 42 in Art eines Rückschlagventils direkt an die freie Umgebung abgegeben werden kann. Gegebenenfalls kann eine Sensorik in beiden Atemluftdesinfektionsvorrichtungen zur Überwachung der Verteilung des Luftstromes vorgesehen sein. Selbstverständlich kann alternativ auch die Atemluft wieder durch die Atemluftdesinfektionsvorrichtungen hindurchgeführt werden, um entsprechend bei etwaig infizierten Personen auch die an die Umgebung abgegebene Ausatemluft zu desinfizieren.
  • Als weitere Option kann an der Atemluftdesinfektionsvorrichtung, insbesondere am verbreiterten Abschnitt/Zylinder 2 ein Ultraschallgeber 28 vorgesehen sein, der bei Aktivierung ein Abreinigen durch die vom Ultraschallgeber 28 generierten Vibrationsbewegungen von Staub-/Schmutzpartikeln im Bereich des Atemluftkanals 1, insbesondere am verbreiterten Abschnitt/Zylinder 2 bewirkt. Diese Abreinigung kann zu vorgegebenen Zeitintervallen oder in einem Servicemodus bewirkt werden, um stets eine optimale Wirkung der UVC-Bestrahlung und gleichzeitig hygienische Innenflächen in der Atemluftdesinfektionsvorrichtung sicherzustellen.
  • Eine weitere Möglichkeit, um die Effizienz der UVC-Bestrahlung zu erhöhen liegt darin, dass UVC-Licht durch Modulation der Amplitude bzw. der Frequenz zu verändern und/oder das UVC-Licht mit einer oder weiteren Lichtquellen mit unterschiedlicher Frequenz zu überlagern, um ein Summenlichtsignal im UVC-Bereich zu erhalten, das eine höhere Wirkung und ggf. geringere Dämpfung in der Luft und ggf. im UVC-Lichtdurchlässigen Material des Zylinders 2 erfährt.
  • Dabei begünstigt die UVC-Lichtmodulation mit einer Trägerfrequenz eine weiterleitende Wirkung durch die Luft. Dabei führt diese UVC-Bestrahlung beim Auftreten spezieller kristalliner Flächen/Strukturen zu einer Demodulation und kann dort seine UVC-Wirkung wieder entfalten. Diese kristallinen Strukturen zur Demodulation können im Gehäuse 20 des Zylinders 2 angeordnet werden, um dort die Desinfektionswirkung zu begünstigen und der Dämpfung durch die Luft und ggf. im UVC-Lichtdurchlässigen Material des Zylinders 2 entgegenzuwirken.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Atemluftkanal
    11
    Einlassabschnitt
    12
    Auslassabschnitt
    2
    verbreiterter Abschnitt, allseitige Aufweitung, Zylinder
    20
    Gehäuse
    201
    Zylinderdeckel
    21
    Zylinderachse
    22
    Strömungsfläche, Kreisscheibe
    23
    Strömungsleitfläche
    24
    Sektor
    25
    Luftleitwand
    26
    Zylindermantelfläche
    27
    Ringraum
    28
    Ultraschallgeber
    3
    UVC-Strahlungsmittel
    31
    UVC-LED
    32
    Wirkraum
    4
    Atemschutzmaske
    40
    luftdichter Maskenkörper
    41
    Feinstaubfilter, Partikelfilter
    42
    Ausatemventil
    H
    Höhe des Zylinders
    R
    Radialfließrichtung
    X
    erste Fließrichtung

Claims (11)

  1. Atemluftdesinfektionsvorrichtung mit einem Atemluftkanal (1), über den Atemluft über einen Einlassabschnitt (11) in einer ersten Fließrichtung (X) einer Person zu- und/oder abgeführt wird, wobei ein verbreiterter Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) vorgesehen ist und im verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) UVC-Strahlungsmittel (3) zur Desinfektion der Atemluft angeordnet sind, wobei der verbreiterte Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) eine allseitige Aufweitung in alle Radialrichtungen (R) aufweist, wobei im Bereich der größten Aufweitung eine den geradlinigen Durchfluß der Atemluft hindernde Strömungsfläche (22) vorgesehen ist, die eine Umlenkung der Atemluft in alle Radialrichtungen (R) zur ersten Fließrichtung (X) nach außen in diesem verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) bewirkt, der wirksame Strömungsquerschnitt im verbreiterten Abschnitt (2) gegenüber dem Strömungsquerschnitt im Einlassabschnitt (11) um den Faktor 10 bis 500 vergrößert ist, wobei die UVC-Strahlungsmittel (3) im verbreiterten Abschnitt (2) im Bereich der größten Strömungsquerschnittsaufweitung angeordnet sind und die allseitige Aufweitung die Form eines Zylinders (2) hat, wobei die Zylinderachse (21) des Zylinders (2) mit der ersten Fließrichtung (X) und der Achse des Einlassabschnittes (11) zusammenfällt und die Strömungsfläche eine Kreisscheibe (22) ist, die mittig und orthogonal zur ersten Fließrichtung (X) im Zylinder (2) so angeordnet ist, dass ein Ringraum (27) am äußeren Rand zwischen Zylindermantelfläche (26) und Kreisscheibe (22) zur weiteren Strömungsumlenkung frei bleibt.
  2. Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Strömungsquerschnitt im verbreiterten Abschnitt (2) gegenüber dem Strömungsquerschnitt im Einlassabschnitt (11) um den Faktor 20 bis 100 vergrößert ist.
  3. Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Strömungsleitflächen (23) im verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) vorgesehen sind, die die Strömung der Atemluft auf gleichartige Strömungswege aufteilt.
  4. Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verbreiterte Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) aus einem UVC-Licht durchlässigen Material gebildet ist, an dem als UVC-Strahlungsmittel (3) UVC-LEDs (31) angeordnet sind.
  5. Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flüssigkeitsabscheider und/oder ein Partikelfilter (41) im Atemluftkanal (1) in Strömungsrichtung der Atemluft vor dem verbreiterten Abschnitt (2) angeordnet ist.
  6. Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallgeber (28) am verbreiterten Abschnitt (2) angeordnet ist.
  7. Atemschutzmaske (4) mit wenigstens einer Atemluftdesinfektionsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  8. Atemluftdesinfektionsverfahren, mit dem Atemluft über einen Atemluftkanal (1) in einer ersten Fließrichtung (X) einer Person zu- und/oder abgeführt wird, wobei die im Atemluftkanal (1) strömende Atemluft einer UVC-Strahlung ausgesetzt wird, mit den Schritten:
    - Umlenken der Atemluft in alle Radialrichtungen (R) zur ersten Fließrichtung (X) nach außen in einem verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1), womit der Strömungsweg und der Strömungsquerschnitt in diesem verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) vergrößert wird, und
    - Bestrahlen der Atemluft in diesem verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) mit UVC-Strahlung, wobei die Atemluft am radial-äußeren Rand im Bereich der größten Aufweitung des Strömungsquerschnittes der UVC-Strahlung ausgesetzt wird.
  9. Atemluftdesinfektionsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemluft am radial-äußeren Rand in diesem verbreiterten Abschnitt (2) des Atemluftkanals (1) wieder in die erste Fließrichtung (X) rückumgelenkt wird.
  10. Atemluftdesinfektionsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die UVC-Strahlung in der Strahlungsfrequenz moduliert wird.
  11. Atemluftdesinfektionsverfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die UVC-Strahlung aufsummiert wird.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4479150A4 (de) * 2022-02-14 2025-10-29 Xcmr Inc Beatmungsgerät mit symmetrischem fluss
CN115770066B (zh) * 2022-11-17 2026-02-27 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 一种吹气检测装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171548B1 (en) * 1997-12-29 2001-01-09 Spectrum Environmental Technologies, Inc. Surface and air sterilization using ultraviolet light and ultrasonic waves
US6908597B2 (en) * 2002-01-15 2005-06-21 Chug-Ming Chen Air sanitizing device for vehicles
AU2004238324A1 (en) * 2003-05-08 2004-11-25 Eco-Rx, Inc. System for purifying and removing contaminants from gaseous fluids
CN2620379Y (zh) * 2003-06-03 2004-06-09 周传民 增效式紫外线除菌灯
CN2664672Y (zh) * 2003-12-18 2004-12-22 武汉奥特曼科技有限责任公司 车载式循环风空气消毒机
US20070163588A1 (en) * 2005-11-08 2007-07-19 Jack Hebrank Respirators for Delivering Clean Air to an Individual User
CA2545168A1 (en) * 2006-04-28 2007-10-28 Giovanni Cuffaro Air purifying vacuum cleaner system
US20100111792A1 (en) * 2008-09-19 2010-05-06 Nelson Edward D Atmospheric molecular respirator
CN101579152A (zh) * 2009-05-25 2009-11-18 无锡市新区梅村镇同春太阳能光伏农业种植园 锂离子电池应用在口罩上的防流感装置
US9427710B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-30 Bemis Company, Inc. Radial filtration vent and medical device packaging
SE538281C2 (sv) * 2013-10-22 2016-04-26 Compacta Ab Device for providing a volume of essentially sterile air
CN105180296A (zh) * 2014-06-13 2015-12-23 美国创新研究公司 用于降低空气传播污染物的系统和方法
US10335618B2 (en) 2014-07-03 2019-07-02 Ling Zhou Breathing apparatus with ultraviolet light emitting diode
US9993571B2 (en) * 2016-08-24 2018-06-12 The Boeing Company Multi-wavelength ultraviolet light sanitizing systems and methods
US11000623B2 (en) * 2017-10-23 2021-05-11 Tuan Quoc Dam Personal air treatment system and method
CN107940590A (zh) * 2017-11-03 2018-04-20 宁波德科自动门科技有限公司 一种带有驱蚊功能的空气净化机
CN109045481B (zh) 2018-08-25 2023-10-03 广东雅思电子有限公司 太阳能美容面罩及其制备方法
CN209662382U (zh) * 2018-11-16 2019-11-22 江苏巨光光电科技有限公司 一种呼吸引流罩
DE102020106235B3 (de) 2020-03-08 2020-11-26 Berthold W. Seemann Atemschutzmaske
EP4146292A2 (de) * 2020-05-08 2023-03-15 Istituto Nazionale di Astrofisica Vorrichtung und verfahren zur desinfektion eines fluidstroms mittels uv-c-strahlung

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